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*舊版掃描儀。將Artec Ray升級(jí)至Ray II。

挑戰(zhàn)：西非近海區(qū)一艘FPSO（浮式儲(chǔ)油卸油裝置）輪船上有一根15米長(zhǎng)的垂直管道破裂，急需更換保證正常生產(chǎn)。

解決方案：Artec Leo, Artec Ray, Geomagic Design X

效果：為受損管道和周圍環(huán)境制作等比例3D模型，協(xié)助受損管道的移除、更換和組裝。

起初，這項(xiàng)任務(wù)聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單：更換一根管道。但這跟管道長(zhǎng)15米，位于一艘近海輪船高18米、長(zhǎng)10米、寬3米的小房間里，周圍還布滿其他管道和設(shè)備，這下聽(tīng)起來(lái)就沒(méi)那么簡(jiǎn)單了。

新加坡 Asian Sealand Offshore and Marine (ASOM)接受了這項(xiàng)需要在船上完成的任務(wù)，他們面臨的第一大挑戰(zhàn)就是如何在這么狹小擁擠的空間內(nèi)維修。房間的大小意味著肯定有部分管道接觸不到，而且還要小心不破壞其他重要管道。整個(gè)流程容不得半點(diǎn)差錯(cuò)。

在啟動(dòng)這項(xiàng)高難度任務(wù)時(shí)，ASOM和Artec 3D金牌授權(quán)經(jīng)銷商Shonan Design結(jié)合他們的工程技能和科技來(lái)解決這一難題。整個(gè)掃描過(guò)程必須在船只上進(jìn)行，這是另一個(gè)需要考慮的因素。（劇透：手持式 Artec Leo的實(shí)時(shí)屏顯會(huì)讓這一切變得很輕松。）

“第*步就是使用遠(yuǎn)距激光雷達(dá)掃描儀Artec Ray捕獲管道所在房間和隔壁房間內(nèi)部的幾何，來(lái)確定空間環(huán)境和移除更換的順序，” Shonan Design的應(yīng)用工程師Lee Siow Hoe表示。

Artec Ray可以掃描110米以內(nèi)的物體，是速度快、準(zhǔn)確度高的3D掃描儀。遠(yuǎn)距精度達(dá)亞毫米級(jí)，適合掃描遠(yuǎn)距大型物體。Ray的激光技術(shù)也十分適合輪船螺旋槳、飛機(jī)、樓房的掃描。Ray的角精度高，捕獲的數(shù)據(jù)干凈，噪點(diǎn)水平低。不僅提升了掃描速度，也使后期處理又快又輕松。

Artec Ray被放在房間內(nèi)僅有的幾處平面上，比如樓梯平臺(tái)，共掃描了9個(gè)不同位置。對(duì)Ray而言，狹小的房間也意味著無(wú)法手動(dòng)放置標(biāo)靶。為找到有效標(biāo)靶，能見(jiàn)度是關(guān)鍵，還要避免銳角——但這對(duì)Ray而言不是問(wèn)題，它可以在沒(méi)有標(biāo)靶的條件下掃描和對(duì)齊。

“Ray掃描配準(zhǔn)時(shí)沒(méi)有使用棋盤格或標(biāo)靶球，”Lee解釋道。“基于每份掃描的曲面幾何，Artec Studio 14一鍵配準(zhǔn)功能足以將所有Ray的掃描自動(dòng)對(duì)齊。這大簡(jiǎn)化了處理工序。”

狹小局促的空間也為完整3D映射的制作提出了挑戰(zhàn)，但這只是開(kāi)始。除了Ray生成的完整掃描，還需要Artec Leo制作的高品質(zhì)3D掃描。Leo掃描可以“放大”捕獲替換管道的必要細(xì)節(jié)，并補(bǔ)充被遮擋的區(qū)域。

因?yàn)檫@根管道是垂直的，考慮到房間布局，沒(méi)有站立空間讓工作人員拿著手持式掃描儀操作。于是，有兩名勇敢的團(tuán)隊(duì)成員掌握了繩索技術(shù)，經(jīng)過(guò)安全掃描培訓(xùn)后，他們用長(zhǎng)繩綁住，順著管道往下降——一手握繩，一手握Leo。

如果你覺(jué)得這一定是兩位有著多年豐富經(jīng)驗(yàn)的掃描專家，那可就錯(cuò)了：這兩位都是最近剛接手Artec Leo培訓(xùn)的新手。培訓(xùn)內(nèi)容簡(jiǎn)單易懂，再次證明了Leo簡(jiǎn)單友好的設(shè)計(jì)。

“Leo掃描儀速度快，加上自動(dòng)對(duì)齊功能，接續(xù)掃描簡(jiǎn)單，”ASOM掃描團(tuán)隊(duì)一名成員表示。

如果有為Artec Leo量身定做的任務(wù)，那本項(xiàng)目必是其中之一：機(jī)載自動(dòng)處理功能讓操作人員實(shí)時(shí)查看掃描情況，無(wú)需依賴計(jì)算機(jī)。Leo的觸摸屏也支持用戶放大查看數(shù)據(jù)是否完整——若沒(méi)有，可及時(shí)補(bǔ)充。這一功能對(duì)于在陌生環(huán)境下第一次掃描的用戶來(lái)說(shuō)尤為有用。

面向ASOM員工提供的實(shí)用培訓(xùn)練習(xí)對(duì)象是他們可能需要掃描的任何物體，例如樓梯、公共管道區(qū)。“考慮到任務(wù)難度，熟悉設(shè)備對(duì)項(xiàng)目能否成至關(guān)重要，” ASOM負(fù)責(zé)人Simon Ng說(shuō)道。

有了Artec Ray制作的高精度整屋掃描和Artec Leo制作的管道細(xì)節(jié)掃描，所有數(shù)據(jù)就全部到位了。全局配準(zhǔn)將Leo掃描融合到Ray掃描中，可確保Leo和Ray的數(shù)據(jù)很好貼合。

Artec Leo掃描（彩色）配準(zhǔn)到Ray掃描（灰色）上。

“Leo的原始數(shù)據(jù)是以Ray的管道數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)參照進(jìn)行對(duì)齊和處理的，這樣的話，整個(gè)15米的Leo掃描數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率就能保證低，”Lee說(shuō)道。

15米管道的掃描處理完后，接下來(lái)就要將數(shù)字3D掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成精準(zhǔn)的2D等角圖，以制作替換管道。

該步是通過(guò)Geomagic Design X中的Pipe Wizard功能實(shí)現(xiàn)的，另外，還對(duì)原始設(shè)計(jì)進(jìn)行了些微改動(dòng)，方便安裝，這些改動(dòng)也體現(xiàn)在了2D圖紙中。

Artec Leo的3D掃描數(shù)據(jù)在Geomagic Design X中轉(zhuǎn)換為3D模型。

輪船上四名員工組成的團(tuán)隊(duì)兩天內(nèi)完成了掃描項(xiàng)目，期間FPSO始終沒(méi)有中斷工作。

“配合使用手持式Artec Leo和獨(dú)立Artec Ray起了不小的作用。這樣一來(lái)，我們就能捕獲所有必要細(xì)節(jié)，”Ng說(shuō)道。

“從細(xì)致規(guī)劃到實(shí)施，我認(rèn)為我們的掃描和建模結(jié)果非常成功，”Lee補(bǔ)充道。